-
Drehrohrofen Bei vielen metallurgischen und chemischen Verfahren,
für die höhere Temperaturen erforderlich sind, kommt es darauf an, daß an allen
Stellen des Reaktionsraumes, z. B. des Ofens, die gleiche Temperatur aufrechterhalten
wird. Handelt es sich z. B. um umkehrbare Reaktionen, so muß überall die Temperatur
eingehalten werden, bei der die Reaktion im gewünschten Sinne möglichst quantitativ
vor sich. geht. Geschieht dies nicht, so sinken die Ausbeuten, weil dann die Reaktion
nicht mehr vollständig oder sogär im umgekehrten Sinne verläuft.
-
Bei vielen Verfahren der oxydierenden, sul-fatisierenden oder chlorierenden
Röstung oder Verflüchtigungsverfahren ist es erforderlich, daß bestimmte Höchsttemperaturen-
an keiner Stelle des Ofens überschritten werden, damit nicht unerwünschte Zersetzungen
des Ausgangsgutes oder der Erzeugnisse des Verfahrens auftreten. Andererseits wird
es mit Rücksicht auf eine gute Durchsatzleistung notwendig, möglichst nahe an die
noch zulässige Höchsttemperatur heranzugehen.
-
Derartige Verfahren können wegen der engen Temperaturgrenzen, die
einzuhalten sind, oder wegen der Notwendigkeit, den ganzen Ofen auf gleichmäßige
Temperatur zu halten, oft nur in außenbeheizten oder trisch beheizten Öfen durchgeführt
we Dagegen bestand bisher nicht die Möglic: Drehrohröfen zu verwenden, denen man
wegen ihrer hohen Durchsatzleistung un geringen Betriebs- und Anlagekosten den zug
geben würde.
-
Zwar sind wiederholt Vorschläge ger worden, die Temperaturen in den
einz Zonen von Drehrohröfen den Verfah bedingungen besser anzugleichen. Zu di Zweck
hat man, z. B. beim Zementbre: außer dem Brenner am Ende des Ofens in seiner Mitte
noch einen weiteren angeor Dadurch gelang es zwar, die Sinterzon Ofen zu verlängern,
doch war es nicht lich, die Temperatur in der Sinterzor, genau einzustellen, wie
es für viele der erwähnten metallurgischen und chemh Verfahren notwendig ist, oder
um gar ganzen Ofenraum auf gleichmäßiger " peratur zu halten. .
-
Bei der Vergasung von Brennstoffe Drehrohröfen hat man schon versucht,
Vergasungsmittel in geregelten Mengen d den Brennstoff im Drehrohrofen hindurc führen.
Zu diesem Zweck war der Ofe seinem unteren Ende geschlossen, unc
wurde
das Vergasungsmittel durch eine in der Ofenachse liegende Zuleitung über einen Verteilerkopf
mehreren im Mauerwerk des Ofens liegenden Verteilungskanälen zugefütr;die eingeschaltet
wurden, wenn ihre in n äfen mündende Enden mit Brennstoff u reckt waren, und die
ausgeschaltet wurden,sobald die Mündung im Ofen frei lag. Bei diesem Verfahren kam
es, da es sich um Vergasung handelte, auf eine genaue Temperaturregelung im Ofen
nicht an. Nur eine bessere Verteilung des Vergasungsmittels war beabsichtigt, die
aber auch nicht voll erreicht werden konnte, weil die Kanäle, durch die das Vergasungsmittel
schließlich in den Ofen gelangte, zum größten Teil innerhalb des Ofenmauerwerks
lagen. Infolge des Ofenbetriebes, insbesondere der Wärmedehnung, wurden diese Leitungen
sehr leicht undicht, so daß man weder die Menge des Vergasungsmittels genau in der
Hand hatte, die durch jeden einzelnen Kanal strömte, noch den Druck einstellen konnte,
unter dem das Vergasungsmittel an der 'Zündung jedes einzelnen Kanals in dem Ofen
stand.
-
Nach einem andern bekannten Verfahren wird die Wärmeverteilung im
Drehrohrofen dadurch begünstigt, daß, in dem Mantel des Drehrohrs verteilt, eine
größere Anzahl v an Düsen vorgesehen wird. Durch diese Düsen wird Brennstoff oder
Brennstoff und Luft in den Ofen eingeführt. Da jedoch die durch die Düsen geblasene
Druckluft zur vollständigen Verbrennung des Brennstoffes nicht ausreicht, muß noch
Zusatzluft, offenbar in der allgemein üblichen Weise, an einem Ende in den Ofen
eingeführt werden. Ferner erfolgt hierbei die Zuführung von Brennstoff und Luft
durch besondere Kammern, die auf dem Mantel des Ofens kreisen. Derartige Kammern
sind nie ausreichend dicht zu halten, so daß die in den Ofen eingeführten Brennstoff-
und Luftmengen im Betriebe ständigen Schwankungen unterworfen sind. Aus diesen Gründen
ist auch ein derartig ausgestalteter Ofen nicht verwendbar, wenn es auf eine sehr
genaue Temperatureinstellung im Ofen ankommt. Wegen der im Mauerwerk des Ofens liegenden
Zuführungskanäle für Luft und Gas versagen in dieser Beziehung auch diejenigen Ofen,
in denen das Mauerwerk oder Teile des Mauerwerks aus porösen Baustoffen gefertigt
wurden, um damit eine flammenlose Oberflächenverbrennung des durch die Kanäle zugeführten
Brennstoff-Luft-Gemisches zu bewirken. Außer den Schwankungen in der Menge und im
Druck des zugeführten Brennstoffes und der Verbrennungsluft, die durch die unvermeidlichen
Undichtigkeiten der Kanäle bedingt waren, hatte diese Einrichtung noch den weiteren
Nachteil, daß Teile des Gutes zu stark erhitzt wurden, weil sie mit den Wandungen
bzw. den Teilen der Wandungen des Ofens in unmittelbare Berührung kamen, in denen
die flammenlose Oberflächenverbrennung vor sich ging.
-
Die Überhitzung des Gutes, die dadurch hervorgerufen wird, daß das
Gut im Ofen mit einer Brennerflamme in unmittelbare Berührung kommt, hat man bei
Röstöfen, die mit zusätzlichen Brennern .ausgestattet wurden, wohl schon dadurch
vermieden, daß man diese Brenner in der gleichen Weise wie die Luftzuführungen so
weit in das Ofeninnere vorstehen ließ, daß ihre Mündungen nicht mehr vom Gut überdeckt
werden konnten. Mit wenigen Brennern, die im obersten Teil des Drehrohrofens vorgesehen
waren, gelang es indessen nicht, die Temperatur im Ofen genau zu regeln. Dies ist
übrigens bei der Totröstung von Schwefelkies und anderen Sulfiden, für die diese
Öfen bestimmt waren, auch gar nicht erforderlich.
-
Es hat sich nun gezeigt, daß man Drehrohröfen dadurch für die eingangs
genannten Verfahren geeignet machen kann, daß die durch die zu behandelnde Gutschicht
im Ofen hindurchragenden Brenner gleichmäßig auf die Länge und den Umfang des Ofens
verteilt und mittels außen im Ofenmantel liegenden und mit diesem sich drehenden
Zuleitungen für den Brennstoff und die Verbrennungsluft mit einem an einer Stirnseite
des Ofens liegenden Verteilerkopf und über diesem mit den Gas-bzw: Gas- und Luftanschlüssen
verbunden werden. Werden nur "Zuleitungen für den Brennstoff vorgesehen, so wird
die Verbreimungsluft von außen her durch Saugzug selbsttätig in die Brenner eingeführt.
Dadurch, daß der Drehrohrofen gemäß der Erfindung an beiden Stirnseiten nach außen
abgeschlossen ist, und daß man die Verbrennungsluft in regelbaren Mengen durch die
Brenner in den Ofen eintreten läßt, hat man die Luftzufuhr zum Ofen fest in der
Hand. Falschluft kann nicht in den Ofen eintreten und die Vorgänge ungünstig beeinflussen.
Durch die besondere Auswahl der Brenner wird verhütet, daß das Gut im Ofen von der
Brennerflamme unmittelbar beaufschlagt wird oder daß es durch die Brennerflamme
fällt. Schädliche Überhitzungen des Gutes können nicht eintreten. Aber auch Störungen
in der Gaszufuhr bzw. der Zufuhr v an Verbrennungsluft zu jedem einzelnen Brenner
sind nicht mehr möglich, da die Gasanschlüsse, der Verteilerkopf und die Zuführungsleitungen
außerhalb des Ofens liegen. Sie werden also von den Wärmedehnungen und sonstigen
Beanspruchungen, die die Baustoffe des Ofens während des Betriebes auszuhalten haben,
in keiner Weise beeinflußt. Man kann also.jedem Brenner ganz
genau
die jeweils erforderliche Menge an Brennstoff und Verbrennungsluft zuführen. Aus
diesem Grunde und da eine genügende Anzahl von Brennern vorgesehen ist, kann man
jederStelle imOfen die gerade zweckmäßigste Wärmemenge auch wirklich zuteilen. Ferner
kann es nicht vorkommen, daß Brenner während des Betriebes versagen; denn Verstopfungen
oder andere Beschädigungen ihrer Mündungen sind nicht möglich, weil das Gut nicht
an die Mündungen gelangt und sämtliche Luft-und Brennstoffzuführungen zu dem Brenner
ausreichend vor Undicht-werden oder Verstopfungen geschützt sind. Wie genau die
Temperatureinstellung in dem Drehrohröfen nach der Erfindung möglich ist, zeigt
z. B. die Benutzung des Ofens für die Röstung von Schwefelkiesen nach einem besonderen
Verfahren, das die Umwandlung des Schwefelgehaltes des Kieses teils in Schwefeldioxyd,
teils in Schwefelwasserstoff zum Gegenstand hat. Bei diesem Verfahren gelang es,
die im Ofen erforderlichen Temperaturen an allen Stellen auf*etwa 30° C genau einzustellen.
-
Die Erfindung ist nachfolgend an den Abb. i bis 5 beispielsweise erläutert.
In Abb. i ist der Ofen teils im Schnitt, teils in der Ansicht dargestellt. Die übrigen
Abbildungen zeigen Einzelheiten der Ofenarmatur, Abb. 2 und 3 zwei Ausführungsbeispiele
des Verteilerkopfes; aus Abb. 4 und 5 sind Beispiele für die Ausführung der Brenner
ersichtlich.
-
Abb. i zeigt einen Drehrohrofen i, der nach der Erfindung mit Hilfe
von über die Länge und den Umfang des Ofens verteilten Brennern 2 durch den Ofenmantel
hindurch beheizt wird. Die Brenner ragen soweit in das Ofeninnere hinein, daß das
Gut im Ofen die Brennermündungen nicht mehr überdeckt und durch unmittelbare Berührung
mit dem heißesten Teil der Brennerflamme überhitzt werden kann. Die Zuführung des
Brennstoffes und der Verbrennungsluft zu den Brennern erfolgt von einer ortsfesten
Leitung 6 und einem Verteilerkopf 5 aus durch die außerhalb des Ofens liegenden
und sich mit diesem drehenden Leitungen ,4 und 4a. Die übliche Beheizung von der
Stirnseite aus ist bei diesem Ofen in Fortfall gekommen. Die Gutaufgabe ist durch
einen Pfeil bezeichnet. Die gegenüberliegende Stirnseite ist vollkommen geschlossen.
3 sind die Absperr- und Regelorgane der Brenner 2.
-
Abb. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Verteilerkopfes, bei welchem
der Brennstoff, z. B. Generatorgas, und die Verbrennungsluft getrennt zugeführt
und auch getrennt zu den Düsen durch die Leitungen .4 und 49 (Abb. i) weitergeleitet
werden. Der Pfeil 7 gibt den Weg des Gases, Pfeil 8 den Weg der Verbrennungsluft
an. Die gasdichte Verbindung zwischen den ortsfesten Zuleitungen i i i und den in
Drehung befindlichen, iri derb achse des Ofens liegenden Ableitungen i 14 wird bewirkt
durch die Stopfbücl und io.
-
Abb. 3 zeigt eine andere Ausführung eines Verteilerkopfes, bei welcher
ebE Gas und Luft dem Verteilerkopf durc Anschlußstutzen 15 und 16 zufließen, s der
Kammer 17 mischen und als Ge durch die Anschlußstutzen 18 und 18a zu den
Brennern führenden Rohrleib übergehen. Es bedarf keiner ErwähnunL in solchem Verteilerkopf
unter geringfü Änderungen beispielsweise auch die Mis( von festem oder flüssigem
Brennstoff m Verbrennungsluft erfolgen kann. Durc: mit Schrägschlitzen versehenen
Rundset i9, welcher mit Hilfe des Hebels 2o vei bar ist, ist eine Mengenregelung
möglich.
-
Die Wirkung des Brenners gemäß A beruht darauf, daß das Gas (bei 23)
unt starkem Druck dem Brenner zugeführt daß die Verbrennungsluft (bei 24) durc Saugwirkung
selbsttätig angesaugt wird. Brenner nach Abb. 5 werden Brennstofl Luft, z. B. unter
Benutzung des in Abb. . zeichneten Verteilerkopfes, getrennt Druck zugeführt. Luft
und Brennstoff w( erst im Brennkopf selbst gemischt.
-
Man kann auch die bekannten Strahls als Brenner benutzen, wie die
Abb. 6 u zeigen. Denn es ist mit den Mitteln der findung die genaue Regelung 'der
Brenw und Luftzufuhr auch zum Strahlsteinbre möglich. In gleicher Weise wie die
Bre nach Abb. ,4 und 5 sind auch die Strahls brenner so angeordnet, daß sie durch
da Ofen befindliche Gut hindurchragen.